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WO 94!15770 PCT/FR94/00020
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Machine de fabrication de corps creux par soufflage.
~ L'invention concerne une machine de fabrication de corps creux
par soufflage, à partir de préformes thermoplastiques. L'invention est
~ OS plus particulièrement destinée à la fabrication de récipients thermo-
plastiques à orientation biaxiale, tels que des bouteilles ou des
flacons.
Il est connu de fabriquer des bouteilles thermoplastiques à
orientation biaxiale à partir de préformes obtenues, par exemple, par
injection.
Une préforme se présente généralement sous la forme d'un tube
fermé à une extrémité, tandis que son autre extrémité ouverte est
pourvue d'une bague, éventuellement munie à sa base d'une contre-bague
sous forme d'une collerette en saillie. En dehors de sa bague et de sa
contre-bague, la préforme devra subir une expansion au cours d'une
opération de moulage, dite d'étirage-soufflage.
Pour cela, les préformes thermoplastiques, après fabrication,
doivent subir un traitement thermique approprié, antérieurement à
l'opération de moulage par étirage-soufflage, afin d'amener leur
matière à une bonne température de façonnage et d'orientation molécu-
laire. De ce traitement thermique, dépendra notamment certaines carac-
téristiques du produit fini, telles que résistance, transparence, etc.
Le moulage des bouteilles s'effectue généralement au moyen
d'un moule qui vient enserrer chaque préforme et d'une canne d'étirage
et de soufflage, qui est introduite dans la partie ouverte de ladite
préforme, pour en assurer l'étirage et l'expansion par soufflage sous
pression.
Les machines prévues pour ce type de fabrication se présen
tent, par exemple, en ligne, ce qui limite le nombre de moules dont
dépendent les cadences de production.
C'est pourquoi on a imaginé des machines rotatives autorisant
de meilleures cadences.
Ces machines connues sont généralement composées d'un appareil
d'alimentation et de réchauffage des préformes et d'une roue pour le
moulage par soufflage. L'appareil de réchauffage est, par exemple, du
type à défilement rotatif et plus particulièrement encore sous la
forme également d'une roue, comme par exemple la machine de moulage
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décrite dans FR-A-2 510 470.
Ce type d'appareil présente en outre des moyens de
transfert, notamment pour transférer les préformes de
l'appareil de réchauffage vers la roue de moulage, pour
évacuer les produits après moulage, ou encore pour
l'alimentation des préformes.
Toutefois, pour ce type d'opération, un moule et les
moyens qui l'équipent sont relativement lourds et une roue
munie de plusieurs moules présente une masse en mouvement
très importante.
Il a aussi été imaginé dans le domaine du moulage
par soufflage (sans étirage), la machine décrite dans US-A-
2,792,593 qui comporte un appareil de réchauffage des
préformes et un ensemble de postes de moulage disposés de
manière fixe en arc en cercle.
Dans cette machine, le poste de réchauffage se
présente sous la forme d'une sorte de tunnel en arc de
cercle dans lequel les préformes se déplacent au moyen d'un
chariot rotatif, tandis que les moules se trouvent sur un
arc de cercle concentrique et de même rayon que celui
décrit par les préformes.
De plus, avec une telle machine, les produits finis
provenant des préformes, refroidissent dans leurs moules
avant d'être convoyés à un autre poste pour être évacués.
I1 est clair alors qu'il est impossible avec cette
machine, d'obtenir un fonctionnement en continu et qu'en
outre, le nombre de postes de moulage est très limité du
fait de l'encombrement de l'appareil de réchauffage.
L'inventeur a cherché et conçu une machine à
fonctionnement en continu qui bénéficie des avantages des
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machines rotatives, sans avoir les inconvénients des
grandes masses en mouvement.
La machine selon l'invention, du type précité, et
comportant donc au moins un appareil de réchauffage des
préformes et un ensemble de postes de moulage disposés de
manière fixe en arc de cercle est notamment remarquable en
ce que les postes de moulage comportent chacun un moyen
d'éjection des produits finis, tandis qu'un dispositif
rotatif de transfert est prévu entre ledit appareil de
réchauffage et lesdits postes de moulage pour 1e transfert
des préformes réchauffées, le dispositif de transfert se
présentant sous la forme d'une roue disposée coaxialement à
l'arc de cercle sur lequel sont disposés les postes de
moulage, et qui est pourvue de moyens porte-préformes
régulièrement répartis sur un cercle pour prendre chacun
une préforme réchauffée et pour la déposer dans un moyen de
réception d'un poste de moulage.
Ainsi, les postes de moulage étant fixes, il suffit,
par exemple, d'entraîner en rotation seulement des cames de
commande, d'un poids négligeable, contrairement à la
technique connue où les postes de moulages sont rotatifs et
les cames de commandes fixes, tandis que l'on peut prévoir
un grand nombre de postes de moulage et un fonctionnement
en continu, contrairement au brevet US précité.
De préférence, les moyens porte-préformes sont
aménagés aux extrémités de bras disposés radialement.
Toutefois, cette disposition n'est pas obligatoire et il
pourrait s'agir d'un dispositif du type en étoile, par
exemple.
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De préférence, le dispositif de transfert comporte
alors un nombre de moyens porte-préformes égal à un
multiple du nombre de postes de moulage.
De préférence, le dispositif de transfert est
aménagé pour prendre chaque préforme une par une dans
l'appareil de réchauffage, tandis qu'il les transfère
toutes à la fois dans les moyens de réception des postes de
moulage au moment où chaque poste de moulage se trouve
devant un moyen porte-préformes du dispositif de transfert
chargé d'une préforme, les opérations de moulage et
d'éjection s'effectuant pendant la rotation et la mise en
place d'un nouvel ensemble de moyens porte-préformes du
dispositif de transfert chargés de préformes.
En outre et de préférence, les commandes en continu
et en synchronisme des postes de moulage sont effectuées au
moins en partie par des cames entraînées en rotation
inverse par rapport au sens de rotation du dispositif de
transfert de telle sorte que les préformes sont travaillées
dans l'ordre décroissant par rapport à la longueur du
chemin parcouru entre l'appareil de réchauffage et le poste
de moulage correspondant, pour assurer des durées de
stabilisation et de conditionnement thermique sensiblement
égales pour chaque préforme.
De préférence, un mode particulier de réalisation
est remarquable en ce que chaque poste de moulage comporte
plusieurs empreintes pour plusieurs préformes, le
dispositif rotatif de transfert étant prévu pour effectuer
le transfert des préformes en même temps vers tous les
postes de moulage minis à cet effet de moyens de réception,
mais en autant de fois qu'il y a d'empreintes dans les
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postes de moulage, par rotation dudit dispositif de
transfert.
De préférence, si l'appareil de réchauffage peut
présenter une forme quelconque, linéaire, en forme de U, ou
circulaire; dans le cas d'un appareil du type à défilement
rotatif, sous la forme d'une roue sur laquelle sont
disposées les préformes à réchauffer et à distribuer,
l'inventeur préconise que ledit appareil de réchauffage
sous forme d'une roue soit positionné de manière telle que
les préformes décrivent un cercle sensiblement tangent à
celui décrit par les moyens porte-préformes du dispositif
de transfert et tournent en sens inverse de ce dernier.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description
qui va suivre et qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 est une coupe selon A-A de la figure 2,
- la figure 2 est une vue en plan d'une machine selon l'inven-
tion.
2 0 Le mode de réalisation représenté à titre d'exemple comporte
essentiellement trois dispositifs combinés: un appareil I de réchauffa-
ge, des préformes, un dispositif de transfert II et un système de
transformation des préformes, ce dernier comportant un ensemble III de
postes de moulage, ici, six postes la-lf. Dans cet exemple, chacun des
six postes de moulage est équipé d'un moule à simple empreinte, mais
il est clair que le nombre de postes et le nombre d'empreintes peuvent
varier selon les besoins, les dispositifs I et II étant éventuellement
adaptés en conséquence.
Comme le montrent bien les dessins, les postes la â 1f sont
fixes et disposés en arc de cercle.
L'appareil de réchauffage I comporte essentiellement une roue
2 qui tourne autour d'un axe 3 dans le sens trigonométrique à l'aide,
par exemple, d'un moteur ~.4,
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4b
La roue 2 est pourvue d'une pluralité de mandrins tels que 5
et S', destinés à porter des préformes 6, 6' qui sont entrainées dans
le même mouvement de rotation que les mandrins 5, 5' mais aussi en
rotation sur elles-mêmes.
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Au voisinage de la périphérie de la roue 2, sont disposés en
arc de cercle à poste fixe, des fours à infrarouge tels que 7 qui sont
destinés à conditionner thermiquement les préformes.
Les préformes arrivent sur la roue 2 au moyen d'un distribu
~ 05 teur 8 aménagé pour distribuer les préformes sur deux guides 9 en
sortie desquels est prévu un alimentateur en étoile 10.
De la sorte, on comprend que les préformes telles que 6, 6',
provenant du distributeur 8 arrivent sur la roue 2 et défilent en
tournant devant les fours tels que 7.
Toutefois, il est clair que l'appareil de réchauffage pourrait
avoir une autre forme, comme déjà dit, et présenter notamment la forme
d'un U.
Comme le montrent bien les dessins, le dispositif de transfert
II, se présente sous la forme d'une pluralité de bras tels que 11,
disposés selon les rayons d'une roue coaxiale à l'arc de cercle sur
lequel sont aménagées les postes de moulage la-lf. Les extrémités des
bras 11 sont équipées de moyens 11' porte-préformes.
On remarquera dès à présent que le nombre de bras 11 est ici
le double (soit douze) du nombre de postes de moulage, mais il pour
rait s'agir d'un autre multiple. Ici encore, si le mode de réalisation
représenté comporte des bras, il pourrait bien sûr s'agir d'un disposi-
tif en forme d'étoile ou autrement, les moyens 11' étant disposés sur
un cercle.
Le dispositif de transfert II est entrainé en sens inverse et
en synchronisme avec la roue 2 de l'appareil de réchauffage, autour
d'un axe 12, au moyen, par exemple, d'une courroie crantée 13 et d'un
système d'engrenages 13' (figure 1) actionnés par l'axe 3 de la roue
2, ledit axe étant e~trainé en rotation, comme déjà dit, par le moteur
14.
Des cames de commandes schématisées en 15 sont entrainées en
rotation inverse des bras 11 du dispositif de transfert II et donc
dans le même sens que la roue 2 de l'appareil I, par exemple par la
courroie 15' (figure 1).
Les cames 15 sont destinées à commander les diverses opéra-
tions des postes de moulage la-lf.
Chaque poste la-lf comporte en effet:
- un moule 16 et son porte-moule, munis de moyens de verrouil-
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Tage 16',
- une pince 17 (figure 2) de transfert simultané des bouteil-
les et préformes,
- un vérin de soufflage et pré-soufflage 18 (figure 1),
OS - un fond amovible 19,
- des plaques de support 20,
- des guides d'évacuation 21 des bouteilles finies 22,
- des moyens 23 de réception des préformes.
Etant donné que les postes de moulage sont fixes, on comprend
que l'alimentation en air des vérins, le pré-soufflage et le souffla
ge, l'alimentation en eau pour le refroidissement, sont avantageuse
ment simplifiés, d'où une fabrication plus simple et moins onéreuse.
Les cames 15 permettent ainsi de déclencher en continu et en
synchronisme les diverses fonctions de chaque poste de moulage et
notamment:
- l'ouverture et la fermeture des moules 16 et des pinces 17,
- l'entrainement des mouvements de va-et-vient desdites pin-
ces,
- le verrouillage et le déverrouillage des moyens 16' des
moules 16,
- l'entrainement en va-et-vient vertical du fond amovible 19,
- la commande du vérin 18 de pré-soufflage pour l'étirement
des préformes et de soufflage de celles-ci.
Le cycle de fonctionnement est maintenant simple à comprendre.
Les préformes 6, 6', ..., sont transférées du distributeur 8
vers la roue 2, via 9 et 10, et grâce aux mandrins 5, 5', ...
Ensuite, les préformes sont transférées de la roue 2 par le
dispositif de transfert II muni des bras 11, vers l'ensemble III des
moules.
Pour ce faire, le moyen 11' de chaque bras 11 ayant saisi une
préforme viendra la positionner dans le moyen de réception 23 du poste
de moulage correspondant.
Ensuite, les pinces 17 permettent de transférer les préformes
dans les moules 16, tout en évacuant les produits finis 22 sur les
guides d'évacuation 21 en aval desquels peut bien sûr être prévu un
convoyeur ou transporteur pneumatique vers d'autres postes de stockage
et/ou de traitement complémentaire.
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On comprend que les bras 11 alimentent les moyens de rception
23 tous la fois, c'est--dire lorsque chaque poste la-lf
se trouve
en regard d'un bras charg d'une prforme, tandis que les oprations
de moulage s'effectuent successivement d'un poste l'autre
(voir
OS figure 2), grce la rotation inverse des cames 15.
De cette faon, la prforme ayant parcouru la plus grande
distance entre la roue 2 et son poste de moulage sera traite
en
premier, assurant ainsi pour les prformes, des temps de stabilisation
et de conditionnement thermique sensiblement quivalents.
I1 est clair que selon l'invention, on limine les masses
importantes en mouvement de rotation, ce qui vite une mcanique
labore, lourde et onreuse, avec en outre des boites eau
et air
rotatives.
L'invention permet aussi de rduire sensiblement le "temps
mort" sur chaque cycle durant lequel le moule reste en position
d'ou-
verture, d'o une amlioration du rendement.
De nombreuses variantes peuvent videmment tre imagines sans
sortir du cadre de l'invention. En particulier, comme dj
dit, chaque
poste de moulage peut tre prvu pour plusieurs prformes la
fois,
ncessitant, par exemple, un chargement en plusieurs fois
par rotation
du dispositif de transfert II qui prsentera autant de fois
des bras
chargs d'une prforme devant chaque poste de moulage qu'il
y a d'em-
preintes pour chacun desdits postes avant que ne commencent
pour
chaque cycle les oprations de moulage proprement dit.
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